ОФ. Роза [1], Гільєрмо А. Маттіолі [1] [2]
[1] Кафедра фізіології; [2] Центр ветеринарної діагностики та досліджень (CEDIVE)
Факультет ветеринарних наук Національного університету Ла-Плата.
У великої рогатої худоби мідь (Cu) всмоктується на рівні кишечника і депонується в печінці, звідки через кров розподіляється до тканин, щоб вбудовуватися в Cu-залежні металоферменти. Ендогенний Cu усувається переважно жовчю, а вдруге молоком та сечею. Під час вагітності важливим є перенесення Cu плоду. Тварини, що вирощують, і вагітні самки мають найвищі вимоги. Клінічні ознаки гіпокупрозу різноманітні та мають продуктивне значення, включаючи менший щоденний приріст ваги, нижчу стійкість до інфекцій та порушення репродуктивної функції. Ці ознаки зумовлені біохімічними пошкодженнями, яким передує зниження концентрації Cu в печінці та плазмі, через нижчу ферментативну активність. Ці зміни визначають стадії захворювання і використовуються для діагностики дефіциту. Гіпокупроз може бути простим або зумовленим високою концентрацією Mo, Fe або S у раціоні. Оскільки він має географічну поширеність, цей дефіцит можна охарактеризувати в даній місцевості за асоціацією ґрунт-рослина-тварина.
Гіпокупроз є одним із найпоширеніших дефіцитів мінералів у світі (1). Враховуючи, що правильний контроль цього дефіциту залежить від знання попередніх понять з цього питання, ця робота розгляне гомеостаз Cu у великої рогатої худоби та визначні аспекти захворювання, включаючи його причини, наслідки та можливості діагностики.
I - Обмін міді у великої рогатої худоби
I.1. Поглинання, зберігання та транспортування
Хоча моногастрики поглинають 30 і до 50% Cu, присутніх у раціоні, у жуйних тварин відсоток поглинання нижчий.
Частково це пов’язано з редукуючим середовищем рубця, яке виробляє, з одного боку, відновлення Cu +2 до Cu +1, яке важче засвоюється (2), а з іншого боку, утворення сульфідів (S -2) із сульфатів (SO4 -2), які поєднуються з Cu, утворюючи CuS, високонерозчинну сполуку, яка не може абсорбуватися (3). У корів Голштейна, що годує, поглинання Cu оцінювалось у 5,1 ± 1,5% (4). Поглинання також змінюється залежно від раси (5), хімічної форми Cu (6) та наявності факторів перешкод (7).
Уорд та ін. (5) зафіксували більше очевидне поглинання Cu у бичків Ангуса, ніж у Simmenthal, що могло бути пов'язано з більшою екскрецією Cu з жовчю (8).
Вплив хімічної форми Cu на відсоток поглинання продемонстровано в роботах Kegley and Spears (6), які у двох досвіду показали однакову біодоступність CuSO4 та Cu-лізину, в той час як CuO практично не засвоювався.
Багато факторів здатні перешкоджати поглинанню Cu. Серед найважливіших - висока концентрація молібдену (Mo), сірки (S), заліза (Fe), кальцію (Ca), кадмію (Cd), цинку (Zn), фітатів та аскорбінової кислоти.
Потрапляючи в циркуляційний потік, Cu зв’язується головним чином з альбуміном, а вдруге із вільними амінокислотами. Обидві фракції, які називають міддю прямої реакції (CRD), оскільки вони вступають у реакцію з діетилтіокарбаматом без попереднього підкислення, легко передають Cu в печінку (12).
Печінка була визнана головним органом для зберігання Cu і відіграє ключову роль у її метаболізмі (9). 92,5 ± 5% CRD забирається печінкою. Решта розподіляється між іншими тканинами (2,9 ± 0,8%), молоком (3,5 ± 4,5%) та сечею (1,5 ± 0,3%) (4). Після включення в гепатоцит Cu зберігається зв’язаним з МТ і в лізосомах, для використання в синтезі церулоплазміну (Cp), попередньої деградації лізосом або шляхом глутатіонового обміну (GSH), або для виведення з жовчю (10, 13).
I.2. Фізіологічні дії
В організмі виявлено кілька типів моноаміноксидаз. Розташовані у зовнішній мітохондріальній мембрані, вони відповідають за окисне дезамінування різних моноамінів, таких як адреналін, норадреналін, тирамін, триптамін та серотонін (15). Подібний фермент, який називається лізил-оксидаза, відповідає за окисне дезамінування залишків лізину в волокнах колагену та еластину. Ця реакція дозволяє утворювати поперечні містки в колагені та еластині, які забезпечують механічну міцність та функціональні характеристики цих волокон (16).
I.3. Шляхи ліквідації
I.4. Вимоги до Cu
Припускаючи низький коефіцієнт поглинання (3%), Саттл (20) підрахував, що раціон теляти повинен містити від 6,2 до 7,5 проміле Cu (DM), залежно від віку та швидкості росту. Однак Mills et al. (21) довелося підвищити концентрацію Cu в раціоні з 8 до 15 ppm (DM), щоб уникнути клінічних ознак гіпокупрозу у зростаючих тварин. У дорослих вимоги
вони збільшуються під час вагітності (9) і не стільки в період лактації через низьку концентрацію Cu в молоці. Національна дослідницька рада (NRC) (22) рекомендує харчову концентрацію Cu 8 ppm (DM) для всіх категорій м'ясної худоби.
II - Дефіцит Cu у великої рогатої худоби
Гіпокупроз великої рогатої худоби відбувається в багатьох частинах світу та за різних умов (1).
II.1. Види дефіциту
Як і інші мінеральні дефіцити, гіпокупроз може бути спричинений низьким вкладом елемента у раціон, називаючи його в даному випадку простим або первинним дефіцитом, або може статися, що внесок Cu є достатнім, але інші фактори дієти заважають вживання Cu, що потрапляє всередину, і в цьому випадку ми говоримо про умовний або вторинний дефіцит.
II.2. Фактори, що відповідають за умовний дефіцит
Навіть при низьких концентраціях Mo лише S може перешкоджати поглинанню Cu. Механізмом інтерференції буде утворення нерозчинних сульфідів Cu (CuS) в рубці та сичугу, які не можуть бути поглинені (3). Вважається, що концентрація S в раціоні більше 0,3% (DM) вже сприяє дефіциту (27). Viejo та ін. (28) виявили низькі купремії, менший приріст ваги та клінічні ознаки гіпокупрозу у телят, які споживали корм із достатньою кількістю Cu (7,7 ± 0,9) та Mo (1,2 ± 0,5), але з високим вмістом S (0,6 ± 0,09%). Питна вода може бути важливим джерелом S. Smart et al. (29) спричинив дефіцит із концентрацією S у воді 500 мг/л, незважаючи на те, що дієта мала достатню кількість Cu (10 ppm) та хороше співвідношення Cu: Mo (4: 1). Запропоновано формули для прогнозування кількості Cu з раціону, який буде засвоєний, беручи до уваги перешкоди Mo і S (1).
Кілька досліджень показали, що високі концентрації Fe у раціоні знижують концентрацію печінки та плазми Cu. Про ці ефекти повідомляли при концентраціях Fe 581 та 1200 ppm (MS) (30), 800 ppm (MS) (31), 600 ppm (MS) (32) та лише 250 ppm (MS) (33). Точний механізм інтерференції Fe недостатньо добре з'ясований, але він може бути пов'язаний з утворенням сульфідів Fe в рубці, які солюбілізовані в сичузі, сприяючи утворенню CuS, недоступного для поглинання (34).
Тварина, яка зазнала негативного балансу Cu, проходить ряд фаз або послідовних стадій, які закінчуються клінічною картиною гіпокупрозу.
Перший етап, який називається виснаженням, починається, коли дієта не відповідає вимогам організму, який починає підтримувати внесок Cu в тканини, витрачаючи свій печінковий депозит. З цієї причини стадія виснаження протікає без клінічних ознак, і очевидним є лише зменшення печінкової концентрації Cu.
Стадія дефіциту починається, коли запаси печінки починають виснажуватися і вже не можуть підтримувати нормальний рівень Cu в крові (> 60 мкг/дл), тому ця стадія характеризується початком гіпокупремії.
Нарешті, коли кровопостачання Cu тканин продовжує зменшуватися, настає стадія дисфункції, при якій Cu-залежні ферменти тканини впливають на їх функціонування, завдаючи біохімічних пошкоджень, що призводить до появи клінічних ознак гіпокупрозу. (Двадцять ).
II.4. Клінічні ознаки, пов'язані з гіпокупрозом
Оскільки на дисфункціональній стадії можуть впливати декілька Cu-залежних ферментів, клінічні ознаки, пов’язані з гіпокупрозом, різноманітні, включаючи зміни шерсті, діарею, серцево-судинні розлади, розлади кісток та суглобів, нижній розвиток тіла, анемію, нижчу стійкість до інфекцій та порушення репродукції.
Зміни пальто включають зміни кольору та зовнішнього вигляду. Ахромотрікія (депігментація шерсті) є характерною ознакою дефіциту, який проявляється у вигляді сірого відтінку в темних областях і зазвичай проявляється навколо очей (сліпих). За Андервудом (19), ахромотрікія, як правило, є першою клінічною ознакою дефіциту, яка виникає, коли навіть внесок Cu в тканини є достатнім для запобігання іншим ознакам. Ця концепція стала узагальненою, і це становить ризик, оскільки певні тварини мають серйозні клінічні ознаки до того, як ахромотрікія стане очевидною (21). Існує загальна згода у визнанні того, що зміни в оболонці зумовлені нижчою активністю ферменту тирозинази (1).
Репродуктивні зміни у великої рогатої худоби, здається, пов'язані особливо із вторинним гіпокупрозом через надлишок Mo. Наявність Mo, а не дефіциту Cu, здається, відповідає за нижчу плодючість у великої рогатої худоби, що спричиняє затримки статевого дозрівання, нижчу частоту зачаття та порушення еструсний цикл. Механізми не ясні, але бичачі тварини з добавкою Мо мають нижчий викид лютеїнізуючого гормону (40). У щурів з дефіцитом Cu було показано, що дієти, багаті на Mo, зменшують піки фолікулостимулюючого гормону та секреції естрогену, тоді як лише останній ефект спостерігався у тварин з простим дефіцитом Cu. Здається, це свідчить про залучення різних механізмів (41).
Хоча ураження, спричинені важким гіпокупрозом, чітко змінюють загальний стан тварин, менший щоденний приріст ваги може бути найважливішою клінічною зміною, оскільки він може залишатися непоміченим, якщо тварин регулярно не зважувати. З підбору результатів у 23 дослідженнях з реакцією на дозу було доведено, що найнижчі щоденні збільшення ваги мали місце у цих випадках через надлишок Mo у раціоні (23).
Діагноз гіпокупрозу можна поставити під двома різними аспектами: з одного боку, коли його намагаються виявити дефіцит у тварин, а з іншого боку, коли хочеться знати причини, що його спричиняють. Перший дозволяє дізнатись баланс Cu у досліджуваних тварин, а другий включає екологічні дослідження, які визначають зони ризику та характеризують епідеміологічну поведінку захворювання.
II.5.1. Діагностика дефіциту у уражених тварин
Жодного точного параметра не виявлено, який би вказував точний момент, коли тварини починають страждати від клінічних або субклінічних змін гіпокупрозу. Тому концентрації Cu в печінці та плазмі використовують як непрямі показники, а активність кількох купроферментів як прямі показники дисбалансу (42).
II.5.2. Характеристика гіпокупрозу великої рогатої худоби
II.5.2.1. Дослідження дренажу ґрунту та осадів
Мінеральний склад ґрунту іноді є досить точним показником потенційних дефіцитів у худобі (51). Буйла та ін. (49) пов’язують область із більшою частотою гіпокупрозу з геологічними формаціями, багатими Mo. Однак складна мережа факторів, що впливають на доступність мінералу в ґрунті, таких як рН, ступінь дренажу та органічних речовин, а також методологічні обмеження Для його оцінки вони роблять взаємозв'язок між концентрацією мінеральних речовин у грунті та кормом загалом низьким (52).
II.5.2.2. Обстеження кормів
Для встановлення взаємозв'язку рослина-тварина слід враховувати відносну концентрацію елементів, що взаємодіють, та визначати їх наявність (Cu-Mo-S-Fe) щодо вимог тварини (20) та спричинених відмінностей. за видами рослини (71), фенологічним станом рослини (55), сезонними варіаціями (56) та забрудненням ґрунтом (50). Незважаючи на не врахування всіх згаданих факторів, обстеження кормів дозволило охарактеризувати дефіцит Cu в обширних районах Гватемали (52), Канади (57) та Аргентини (58, 59).
II.5.2.3. Дослідження населення
З іншого боку, представляється необхідним заохочувати проведення екологічних досліджень, що характеризують хворобу в уражених районах, що дасть змогу попередити фахівців, відповідальних за здоров'я стада в регіоні, про існування та епідеміологічну поведінку цей недолік, що дозволить прийняти профілактичні заходи охорони здоров’я на раціональній основі.
КОНЦЕПТУАЛЬНА ВІС СТАТТІ
(Всі права захищені Portal Veterinaria.com)